钢轨嵌入式轨道结构 - 文章

钢轨嵌入式轨道结构

作者：Ir H G Stuit，Ir J A Bos

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为了减少轨道沉降和养护维修成本，目前的高速铁路和重载线路都开始用无碴轨道来代替传统的有碴轨道系统。钢轨嵌入式轨道结构是由Holland Railconsult公司开发的一种使用在软土地区的新型无碴轨道系统。这种结构是由铺设在地面上的连续混凝土箱型梁构成。轨道直接固定在混凝土箱型梁上，如图1所示。该种轨道结构符合重力平衡原则：结构的重量不超过开挖土体的重量，以不增加结构恒载。钢轨嵌入式轨道结构刚度很大，可以减少不均匀沉降和振动。

图1 钢轨嵌入式轨道结构的横截面是梯形箱型梁

1999年为了证实连续梁理论（无接头）而进行了一个测试，目的就是要证实现场浇注混凝土梁的可行性。从土工技术角度来看，钢轨嵌入式轨道的目标就是要研究在低承载力软土地区建设铁路的可行性，检测通过列车周期荷载的影响。

Holland Railconsult公司同荷兰铁路基础设施管理局（ProRail）、Betuwe铁路管理集团、Van Hattum &Blankevoort、Voest以及Edilon公司合作，在鹿特丹港口铁路的重载线上铺设了200m长的钢轨嵌入式轨道试验段，其箱型梁承载结构的横截面是梯形的，见图1。

钢轨嵌入式轨道结构是由Voest54E1钢轨固定在Edilon嵌入式轨道系统构成的。试验段下的土质大部分为粘土，这正符合钢轨嵌入式轨道结构的应用范围。

铺设后的18个月不断监测试验轨道。监测内容包括：轨道和下层20m深土体的垂向位移、加速度和孔隙水压力以及列车通过时的长期变形和变形证实。

经过五年的使用，对结构的沉降和性能进行了评价，结果混凝土结构和嵌入式轨道系统没有任何恶化。轨道承载结构的最宽缝（接头浇注成型的缝隙）小于0.1mm，是可以接受的，而且预计缝隙不会扩大。

图2 混凝土结构和埋入式轨道系统没有任何恶化

除了结构性能之外，还要监测轨道结构的沉降量和不均匀沉降。正如所期望的，在过去5年里，试验地点的总沉降是2cm，非常小。这种结构的不均匀沉降远远低于普通轨道的不均匀沉降，不仅可以满足普通铁路的选线要求，也可以满足高速铁路的选线要求。虽然运营的是重载列车，但是试验线也不需要经常维修。

试验线的梯形箱型梁结构来源于路堑的施工方法，那就是先在路基上开挖出梯形，再埋入梯形箱型梁结构。要用这个方法铺设200m的试验轨道，只需要2.6m宽的支承结构来支承。在测试地点的钢轨嵌入式轨道表面标高要比周围土高，这对重力平衡原则有不利影响。

后来进一步发展这个开挖理念，就是把梯形形状上下颠倒。在优化设计中，承载结构只有两面支护墙而不是四面支护墙，并把基础加宽到4m。由于改善了重力平衡，进一步增加了刚度，预计这个盖板轨道的设计优化型可以将100年设计年限的总沉降量限制到30mm。可见，它可以适用于各种现代化的高性能铁路。

试验证明：盖板轨道适用于软土地基铁路。这种理念来源于一种全新的铁路施工方法，那就是使无缝连续支承结构像一个大基础一样，把上部结构和下部结构联结起来，这样的稳定性很高。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/24/2006)


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